Venha!

No dia 23 de outubro de 7hs às 11hs acontecerá o Dia da Física no Colégio Pedro II da Tijuca e você não pode perder!!! Apresentações com diversificados temas e com criatividade explorada.

Movimento de Rotação

Movimento de Rotação é o movimento que acontece em torno de um eixo imaginário e está diretamente relacionada a força centrípeta e ao torque (tendência de giro). Quando uma força é submetida a um objeto com formato de círculo, este gira e assim permanece girando devido ao torque (calculado por M = F . d).
Para um mesmo momento FORÇA e DESLOCAMENTO são inversamente proporcionais. Quanto maior o DESLOCAMENTO (podendo ser chamado de RAIO), menor será a FORÇA aplicada sobre o objeto.

Ao realizar o torque, o objeto atinge seu momento de inércia que é basicamente a dificuldade que existe para se colocar um corpo em movimento ou para fazê-lo parar, ou seja, quando um corpo não está submetido à ação de forças externas, não sofre variação de velocidade. Falando em velocidade, você sabia que a velocidade do giro não é a mesma que nós estamos acostumados a ouvir? A velocidade do giro é a VELOCIDADE ANGULAR. Enquanto a velocidade angular é o valor que representa o quão veloz o corpo está girando, o momento de inércia de um corpo depende da massa do corpo e de como ela se distribui em torno do eixo de rotação. Quanto mais próxima do eixo é essa distribuição, menor é o momento de inércia.

Logo, quanto mais DISTANTE estiver a MASSA do EIXO DE ROTAÇÃO mais DIFÍCIL será para girá-la.

Outros exemplos de movimentos de rotação:
- Ao girar uma moeda


















- Ao andar de bicicleta, as rodas possuem o mesmo formato de uma circunferência e quando estão em movimento realizam a tendência de giro.

O Giro da Bailarina

Certamente você já observou uma bailarina girando na ponta dos pés e com os braços estendidos. Quando a bailarina põe seus braços mais próximos do corpo ela passa a girar com uma velocidade superior em relação aquela velocidade que ela iniciou.
- No movimento com deslocamento linear, a quantidade definida como momento é dada pela multiplicação da massa do corpo pela velocidade que esse corpo se encontra em um determinado referencial. Um exemplo é quando jogamos sinuca e uma bola em movimento atinge uma outra bola parada, se a primeira conseguir transferir todo o seu momento, ela irá parar e a bola atingida passará a se movimentar. Isso acontece como uma conseqüência da conservação do momento total do sistema composto pelas duas bolas.
- Nas rotações, consideramos um deslocamento angular, no qual cada ponto do objeto se desloca mantendo a mesma distância ao centro de rotação, mas formando ângulos diferentes. Quando tratamos de rotações devemos definir outro tipo de momento, chamado de momento angular onde definimos novas grandezas, tais como momento angular, velocidade angular e momento de inércia. Apesar das definições de momento linear e momento angular serem semelhantes, estamos tratando de grandezas diferentes. A velocidade angular é o valor que representa o quão veloz o corpo está girando, já o momento de inércia está relacionado com a distribuição da massa em relação ao eixo de rotação. Quanto mais DISTANTE estiver a MASSA do EIXO DE ROTAÇÃO mais DIFÍCIL será para girá-la. O corpo que possuir menor massa irá girar com velocidade superior ao corpo que possui maior massa. Assim como no movimento linear existe a conservação do movimento, nas rotações a conservação também existe, sendo chamada de conservação do momento angular. Só não há conservação se aplicarmos ou retirarmos energia do sistema. No caso da bailarina, a sua massa não varia e iremos desprezar o atrito envolvido. Quando a bailarina encolhe os braços o que acontece é que ela está diminuindo o momento de inércia do seu corpo. Como o momento angular inicial deve ser conservado, a velocidade angular da bailarina aumenta, fazendo assim do giro da bailarina tanto um espetáculo de arte quanto de física.

Torque

"Um momento, por gentileza!"

A palavra “Momento” é comumente utilizada para tratar de um “instante de tempo”, como no título acima. Mas, na Física, Momento é o mesmo que Torque, uma grandeza física que nada tem a ver com tempo. Na escola se estuda que Momento, ou Torque, é uma “tendência de giro”, calculada por:

M = F . d (dado em N.m, no sistema internacional de unidades)

Para um mesmo momento FORÇA e DESLOCAMENTO são inversamente proporcionais. Quanto maior o DESLOCAMENTO (podendo ser chamado de RAIO), menor será a FORÇA aplicada sobre o objeto.

Exemplo 1

Como exemplo, temos a chave de roda de um carro. Quanto MAIOR o COMPRIMENTO da chave de roda, mais FÁCIL fica tirar um parafuso de um pneu furado, por exemplo.

Exemplo 2

Se eu quero levar um caixote de um lugar a outro, eu exerço uma força sobre ele,empurrando-o ou arrastando-o até o destino. Força serve, entre outros, para gerar deslocamento de um corpo, fazê-lo sair do lugar.

Exemplo 3

Para apertar um parafuso, é necessário exercer um Momento ou Torque sobre ele, fazendo-o girar. Momento serve, portanto, para fazer um corpo girar em torno de um ponto, ou eixo.

Primeira Lei de Newton - Lei da Inércia

A inércia é uma propriedade física da matéria (e segundo a Relatividade, também da energia). Primeiramente, se pensava que para um corpo se manter em movimento com velocidade constante era necessário que este fosse impulsionado, caso contrário ele pararia “naturalmente”. Quando um corpo não está submetido à ação de forças externas ou submetido a um conjunto de forças de resultante nula, não sofre variação de velocidade. Isto significa que, se está parado, permanece parado, e se está em movimento, permanece em movimento e a sua velocidade se mantém constante.
Tal princípio, formulado pela primeira vez por Galileu e, posteriormente, confirmado por Newton, é conhecido como primeiro princípio da Dinâmica ou princípio da Inércia. É possível interpretar seu enunciado da seguinte maneira: todos os corpos são "preguiçosos" e não desejam modificar seu estado de movimento; se estão em movimento, querem continuar em movimento; se estão parados, não desejam mover-se. Essa "preguiça" é chamada pelos físicos de Inércia e é característica de todos os corpos dotados de massa.

Exemplo 1

O princípio da inércia pode ser observado no movimento de um ônibus. Quando o ônibus "arranca" a partir do repouso, os passageiros tendem a deslocar-se para trás. Da mesma forma, quando o ônibus já em movimento freia, os passageiros deslocam-se para a frente, tendendo a continuar com a velocidadeque possuíam. A inércia refere-se à resistência que um corpo oferece à alteração do seu estado de repouso ou de movimento. Varia de corpo para corpo e depende da massa dos corpos. Ou seja, é resistência que todos os corpos materiais opõe à modificação de seu estado de movimento (ou de ausência de movimento).

O princípio da inércia explica por que as pessoas se ferem em acidentes automobilísticos. Conquanto os carros tenham suas velocidades reduzidas pela colisão, a tendência das pessoas é manterem-se em movimento. Daí resulta os corpos serem jogados contra o pára-brisas ou outras partes do carro. O uso do cinto de segurança tenta minimizar o efeito, fixando as pessoas ao veículo. Exemplo 2 Quando um objeto desliza sobre uma superfície qualquer, ele irá parar. Para fazer com que ele se mova sobre a superfície com uma velocidade constante poderíamos amarrar um cordão nele e puxar. Porém, se colocássemos este objeto em superfícies diferentes, como por exemplo uma superfície de gelo de um rinque de patinação e um chão de concreto, notaríamos que o objeto iria percorrer distâncias diferentes. A distância percorrida na superfície de gelo é muito maior do que a distancia percorrida no chão de concreto. Isto acontece porque a superfície de gelo é mais lisa (atrito menor) do que o chão de concreto (atrito maior). Isto nos leva a pensar que quanto mais lisa for a superfície, ou quanto menor for o atrito, maior será a distancia percorrida. Se imaginarmos uma superfície muito lisa, de modo que o atrito seja quase nulo, a velocidade do objeto não diminuiria. Conclusão: Não é preciso uma força para manter um corpo em movimento com velocidade constante, e que, ao contrário do que se pensava inicialmente, não é da natureza de um corpo parar quando posto em movimento, mas resistir à desaceleração e à aceleração. “Todo corpo persiste em seu estado de repouso, ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que seja compelido a modificar esse estado pela ação de forças impressas sobre ele.”